Строение семени яблони, анатомические особенности семян однодольных и двудольных. Семя

Семя - генеративный орган высших семенных растений, который образовался в результате оплодотворения с семенного зачатка. Особенностью семена является то, что она содержит зародыш и достаточный запас питательных веществ для того, чтобы зародыш при благоприятных условиях пророс и превратился в молодое растение.

строение семени

Внешне семя покрыта семенной кожурой , которая осуществляет защитную функцию и может иметь приспособления для распространения в виде волосков, шипов, бугорков и т. Под кожурой находится зародыш семени , образованный семядолями, зародышевой почечка, зачаточным стебелек и зачаточным корешком. У многих растений в семенах есть запасающая ткань - эндосперм (злаковые, пасленовые, зонтичные). Но есть и растения (бобовые, астровые, тыквенные, розовые), в семенах которых эндосперм отсутствует. В таких растений питательные вещества откладываются в семядолях зародыша. Семядолей в семени может быть две или одна, и по этому признаку все цветочные растения делятся на двух- и однодольные. В некоторых случаях, кроме эндосперма, может развиваться запасающая ткань другого происхождения - перисперм, который лежит под кожурой и возникает с нуцелуса семенного зачатка (кувшинка, перечные).

Итак, в строении семени, которая образуется из семян зачатка, можно выделить следующие основные части, как зародыш с запасом питательных веществ и семенную кожуру.

Особенности строения семени одно- и двудольных растений

Семена различных растений отличается по массе, форме, окраске, Опушенисть тому подобное. Масса семян колеблется в довольно широких пределах: от десятых миллиграмма (орхидные) до десятков килограммов (пальмы). Количество семян, его образует одна особь, очень разная: от нескольких (зерновки злаков) до десятков миллионов (тополь).

Главным отличием семян между собой является наличие одной (у зародыша однодольных растений) или двух (у зародыша двудольных растений) семядолей. Для изучения строения семян с одной и двумя семядолями используют соответственно семя фасоли и зерновку пшеницы.

Семя фасоли покрыта толстой семенной кожурой, которая выполняет защитную функцию. На вогнутой поверхности семена расположен рубчик: это место прикрепления семени к стенке завязи. У рубца в кожуре семени можно заметить небольшое отверстие, что является остатком пилковходу. Зародыш семени фасоли состоит из зародышевых корешка, стебли, почечки и двух семядолей. Эндосперма в семени фасоли нет, все питательные вещества содержатся в семядолях.

Строение семени фасоли: 1 - семенная кожура; 2 - зародышевой почка; 3 - зачаточное стебель; 4 - зачаточный корешок; 5 - семядоли; 6 - зародыш

Семя пшеницы покрыта плодовой оболочкой, которая образовалась после роста околоплодника с семенной кожурой. Под ней содержится зародыш и эндосперм, в котором хранится запас питательных веществ. Зародыш состоит из зародышевых корешка, стебли, почечки и одной семядоли, которая называется щитка. Он доставляет от эндосперма к зародышу воду и питательные вещества.

Строение семян в двудольных и однодольных растений

Строение зерновки пшеницы:

1 - оплодень; 2 - семенной кожура; 3 - плодовая оболочка; 4 - семядоля-щиток;

5 - зародышевая почка;

6 - зачаточное стебель;

7 - зачаточный корешок;

8 - зародыш; 9 - эндосперм

Итак, семена двух и однодольных растений отличаются количеством семядолей и наличием эндосперма.

образование семян

Семена растений образуются из семенных зачатков, которые у голосеменных расположены на чешуйках женских шишек, а в покрытосеменных - в завязи пестиков. В образовании семени условно можно выделить несколько основных событий:

После оплодотворения первой делится оплодотворенная центральная клетка с образованием эндосперма, который выполняет функции запасающей ткани. В нем накапливаются углеводы, меньше жиры и белки. Они играют важную роль для питания зародыша при прорастании семян. Однако стоит заметить, что эндосперм может и не образовываться (орхидные).

Наряду с развитием эндосперма формируется и зигота. Она делится, образуя так называемый первичный зародыш, который имеет всего 2 клетки: одна из них растет и образует вспомогательный орган питания зародыша - подвесок, который погружается в эндосперм, вторая же - смещается к центру мешка, разрастается, делится и образуется настоящий зародыш.

Зародыш дифференцируется на зародышевую почечку, первые листочки (семядоли ) , зачаточное стебель и зачаточный корешок.

С покровов семенного зачатка (интегумент), возникает семенная кожура, которая защищает зародыш.

Итак, с центральной оплодотворенной клетки формируется запас питательных веществ, из зиготы - зародыш семени, с покров и в семенного зачатка - семенная кожура.

Оплодотворение

Обычно за опылением у большинства растений следуют опло-дотворение яйцеклетки и образование семени. Иногда же между опылением и оплодотворением проходит большой промежуток времени: у бука - 3 недели; у берез и дуба - не менее 1 месяца; у ольхи 1,5 - 2 месяца; у сосны обыкновенной - больше года. Процecc оплодотворения сложен, но сущность его заключается в слиянии двух половых клеток - гамет (мужской и женской), в результате чего образуется новая клетка - зигота, из которой раз-вивается зародыш нового организма.

После процесса оплодотворения семязачаток (семяпочка) пре-вращается в семя. Семя - орган размножения всех семенных рас-тений. Семена различаются формой, величиной и окраской. Из растений, произрастающих в России, наиболее крупные семена имеют дуб, фасоль, масса их достигает 15 г. Очень крупные семена у кокосовой пальмы - до 1 кг, у сейшельской - до 15 кг; очень мелкие семена у грушанок и орхидных (в 1 г их насчитывается до 500 тыс.). Каждое семя состоит из кожуры, зародыша и опреде-ленного количества запасных питательных веществ (рис. 3.3), иду-щих на питание зародыша и проростка.

Кожура семени представляет собой видоизмененные покровы семязачатка. Она защищает семена от высыхания, преждевременн-ого прорастания, возможных механических повреждений. Она может быть деревянистой (кедровые сосны, пальмы, виноград), пленчатой (злаки) или кожистой (сосна обыкновенная, горох).

Зародыш семени, как правило, развивается из оплодотворен-ной яйцеклетки, но иногда из неоплодотворенной. Это явление называется партегенезом. У хвойных деревьев и кустарников при отсутствии опыления и оплодотворения могут развиться семена, не содержащие зародыша. Развитие семян без зародыша называет-ся napтеносперией. Зародыш состоит из корешка, обращенного всегда к семявходу, зачаточного стебелька (подсемядольное колено, или гипокотиль), семядолей - первых листьев зародыша и почечки. Почечка состоит из конуса нарастания и зачатков листьев-. Число семядолей у зародыша может быть от 1 до 10 - 12, у хвойных (сосна, ель, пихта) - от 6 до 12, у однодольных по-крытосеменных - 1, у двудольных - 2. Однако у двудольных мо-гут быть отклонения как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения числа семядолей до 3 5.

Семядоли имеют большое значение не только на первых этапах жизни растения, но и в последующих процессах формообразования. У одних растений (все хвойные, фасоль, клен, липа) семя-доли являются первыми ассимилирующими органами проростков При прорастании семени они выносятся на поверхность почвы и зеленеют У ели и пихты семядоли функционируют 3 - 4 года. У других растений (дуб, орешник) семядоли служат хранилищем различных питательных веществ (крахмал, масло, белок) и име-ют вид крупных мясистых тел; при прорастании семян они оста-ются в земле. Каждое семя содержит определенное количество за-пасных питательных веществ. У голосеменных и 85% цветковых растений они откладываются в специальной ткани - эндосперме. В процессе развития зародыша эндосперм потребляется им и к моменту созревания семян может быть частично или полностью поглощен Различают семена с эндоспермом и без него, тогда за-пасные питательные вещества, необходимые для питания проро-стков, сосредоточены в семядолях зародыша или перисперме (ча-сти нуцеллуса семяпочки, в которой отложены запасные пита-тельные вещества). У одних растений семена прорастают сразу после опадения с материнского растения, у других - после некоторого периода покоя.

Выделяют несколько групп растений по сочетанию скорости прорастания и длительности сохранения всхожести.

Рис. 3.3. Семена и всходы растений

А - строение семени: I - семя фасоли (сбоку, со стороны рубчика и разделенное на две семядоли). 1 - микропиле, 2 - рубчик; 3 - семяшов; 4 - семядоли; 5 - корешок зародыша, 6 - стебелек; 7 - настоящие листочки; II - семя кедровой сосны в разрезе: 1 - твердая оболочка, 2 - оболочка эндосперма, 3- зародыш; 4 -подвесок; III - семя липы (внешний вид я вид в разрезе): 1- кожура; 2 - рубчик, 3 -эндосперм; 4 - корешок; 5 - стебелек; 6 - семядоли; IV - семя ясеня: I - кожура; 2 - эндосперм, 3 - корешок, 4 - стебелек; 5- семядоля; V - зерновка кукурузы: 1 -щиток; 2 - эндосперм; 3 - околоплодни-к и кожура семени; 4, 5, 6 - зародыш семени (4 - листья, 5 - почечка, 6- корешок), Б - всходы древесных растений: I - сосна 1 -семядоли; 2 - подсе-мядольное колено; 3 - корень, II - граб: 1 - главный корень, 2 - боковые корни; 3 - зона корневых волосков, 4 - семядоля, 5 - подсемядольное колено; 6 - первый лист; III - липа (с семядолями), IV - дуб (c подземными семядо-лями и настоящими листьями).

1. Семена прорастают на материнском растении до опадения. Это так называемые живородящие растения. К ним относятся, например, растения мангровых зарослей.

2. Семена прорастают сразу после опадения и быстро теряют всхожесть (ивы, тополя).

3. Семена прорастают сразу или вскоре после опадения (вяз) и сохраняют всхожесть несколько 17 - 18) лет.

4. Семена имеют глубокий период покоя и долго сохраняют всхожесть (от 40 - 50 до 90 лет). Сюда относятся семена многих древесных растений, лесных трав и сорняков. Такие семена не прорастают даже при самых благоприятных условиях. Причины глубокого покоя семян разные: требуется доразвитие недоразви-того зародыша, иногда покровы семян водонепроницаемы, слиш-ком твердые и препятствуют прорастанию или имеют понижен-ную газопроницаемость. Состояние покоя предохраняет семена от преждевременного прорастания в районах с суровой зимой.

Для ускорения прорастания семян культурных растений при-меняют специальные приемы: стратификацию и скарификацию.

Cmpamuфикация - это выдерживание семян во влажном песке при низкой температуре (ускоряет прорастание многих плодовых и лесных деревьев); скарификация - разрушение покровов семян (металлическими щетками, кислотой).

Для прорастания семян требуются определенные условия: на-личие воды, достаточный доступ воздуха (обеспечивающий дыха-ние прорастающих семян), определенная температура. Оптималь-ные температуры для прорастания почти всех семян 25 - 35"С. Минимальные температуры сильно колеблются: у растений, про-израстающих в районах с холодным и умеренным климатом, они могут быть немногим выше нуля; у растений тропиков и субтро-пиков - от 10 до 20 "С и выше. Прорастанию семян предшествует их набухание, т. е. поглощение большого количества воды, обвод-нение тканей; запасные вещества при этом переходят в раствори-мое, доступное для питания зародыша состояние. Оболочка семе-ни лопается, и первым появляется корешок, который растет вниз, образуя главный корень. Он укрепляет растение в почве и начина-ет всасывать воду и минеральные вещества. Одновременно растет подсемядольное колено (гипокотиль). При надземном прораста-нии семядоли выносятся на поверхность почвы, зеленеют и вы-полняют функцию первых ассимилирующих органов проростка (см. рис. 3.3).

У семян, у которых питательные вещества сосредоточены в семядолях, чаше наблюдается подземное прорастание, т.е. подсе-мядольное колено только слегка вытягивается, семядоли же оста-ются под землей, отдают запасные питательные вещества мерис-тематическим тканям зародыша, а сами сморщиваются. В рост тро-гается почечка, образуя настоящий стебелек и первые настоящие листья, например у дуба (см. рис. 3.3). Первые листья всходов часто отличаются от листьев взрослого растения. Так, у однолетних всхо-дов клена остролистного листья цельные, а не лопастные, у ясе-ня - простые, а не сложные, у сосны одиночные хвоинки, а не парные, у лиственницы хвоинки не опадают на зиму. Особен-ность прорастания семян растений должна учитываться при посе-ве. Семена, не выносящие семядоли наверх, нужно заделывать глубже, чем семена растений, у которых семядоли выносятся на поверхность почвы.

Семя развивается на поверхности семенной чешуи. Оно представляет собой многоклеточную структуру, объединяющую запасающую ткань - эндосперм, зародыш и специальный защитный покров (семенную кожуру). До оплодотворения в центральной части семязачатка имеется нуцеллус, который постепенно вытесняется эндоспермом. Эйдосперм гаплоидный и образуется из тканей женского гаметофита.

У саговников и гинкго наружный слой семенной кожуры (саркотеста) мягкий и мясистый, средний слой (склеротеста) твёрдый, а внутренний слой (эндотеста) к моменту созревания семени плёнчатый. Семена распространяются различными животными, которые поедают саркотесту, не повреждая склеротесты.

У тиса и подокарписа семетта окружены мясистым ариллусом --- сильно видоизменённой чешуёй женской шишки. Сочный и ярко окрашенный ариллус привлекает птиц, которые распространяют семена этих хвойных. Ариллусы многих видов подокарпуса съедобны и для человека.

Строение семян покрытосеменных

Семенная кожура - защита от высыхания и повреждения.

• две семядоли - зародышевые листья

  зародышевый стебелек

  зародышевый корешок

  почечка зародыша

  3) Запасающая ткань - эндосперм.

Типы семян

с эндоспермом;

с эндоспермом и периспермом;

с периспермом;

без эндосперма и перисперма.

Перисперм - запасающая диплоидная ткань семени, в которой откладываются питательные вещества. Возникает из нуцеллуса.

Особенности строения семени однодольных растений

Околоплодник сросся с семенной кожурой

Семя содержит одну семядолю

Присутствует эндосперм

Особенности строения семени двудольных растений

Семя содержит две семядоли

Эндосперм отсутствует

Околоплодник не сросшийся с семенной кожурой.

28. Классы однодольные и двудольные

Однодольные растения - Liliopsicla

Однодольные --- значительно более монолитная группа, чем Двудольные.

Происхождение

Однодольные представляют собой монофилетическую группу, возникшую на заре историг4 развития покрытосеменных растений. Древнейшие ископаемые растения, которых можно отнести к однодольным, имеют возраст начала мелового периода (хо есть около 110 млн лет назад).

Однодольные возникли практически одновременно с двудольными. По поводу происхождения однодольных среди учёных нет согласия. Наиболее распространена точка зрения, что однодольные произошли от примитивных двудольных (таких, как современные семейства Кувшинковые или Перечные) и развивались во влажной среде (по берегам рек и озёр). Другая точка зрения состоит в том, что, наоборот, двудольные произошли от примитивных водно-бопотных однодольных (тем самым утверждается, что предковые формы цветковых могли быть травянистыми растениями).

К концу мелового периода наибольшее распространение в растительных сообществах получили семейства Пальмовые, Злаки и Осоковые. Семейства же Орхидные и Бромелиевые -- по-видимому, самыe молодые семейства класса.

двудольные - Magnuliopsida

Класс покрытосеменнык растений, у которых зародыш семени имеет две боковые супротивные семядоли.

Двудольные характеризуются наличием у зародыша двух боковых супротивных семядолей (отсюда название). У двудольных, в отличие от однодольных, проводящие пучки на поперечном срезе стебля (ствола) располагаются кольцеобразно, а между древесиной (ксилемой) и лубом (флоэмой) находится особая образовательная ткань -камбий, обеспечивающая вторичное утолщение; листья, как правило, с сетчатым жилкованием: число частей цветка (чашелистиков, тычинок и плодолистиков) обычно кратно 4 или 5. То есть, цветок 4- или 5-членный. Корешок зародыша чаще всего превращается в главный корень, способный к долголетнему существованию; листовая пластинка часто расчленена, края её выемчатыe или зубчатые. Среди двудольных встречаются представители с нетипичными признаками, а иногда с отдельными признаками, более характерными для однодольньх.

Двудольные отличаются разнообразием вегетативных и репродуктивных органов, что сильно затрудняет выяснение истинных, родственных отношений между порядками и семействами. Предки двудольных, а также время и место их возникновения пока ещё не ясны. Наиболее распространена гипотеза, согласно которой т. н. многоплодниковые (порядки магнолиецветных, лютикоцветныx и др.) - наиболее древняя исходная группа в эволюции покрытосеменных.

Семена служат для полового размножения растений. Хорошо то, что потомство получает генетический материал от двух разных особей. Становятся возможными комбинации генов, что ведет к большему разнообразию, чем бесполое размножение. Одной из главных задач любой особи является сохранение потомства, его защита и кормление. Рассмотрим строение семени растения более подробно, чтобы увидеть, как выполняются эти функции.

Строение семени

Покрытосеменные растения отличаются наличием семенной кожуры. Кожура защищает зародыш от высыхания и других воздействий окружающий среды. Она бывает тонкая (горох, фасоль) или толстая (абрикос, вишня).

Запас питательных веществ – он необходим для получения всех необходимых для роста и развития веществ. Они будут использоваться до тех пор, пока растение не вылезет из земли и не сможет использовать солнечный свет для фотосинтеза – самостоятельного питания.

Ткань, в которой располагаются питательные вещества, называется эндосперм. Он состоит из крупных клеток, которые содержат крахмал, белки и масла.

Зародыш – это будущее растение, который находится еще в зачаточном состоянии, но у него уже есть:

• зародышевый корешок;
• почечка;
• стебелек.

У покрытосеменных в эндосперме содержатся специальные гормоны (цитокины), регулирующие рост и развитие отдельных частей зародыша.

Но у некоторых групп растений (например, у орхидных) строение семени растения отличается от остальных: маленький зародыш еще не имеет дифференцированных органов. Они развиваются уже после прорастания.

Кроме зародыша в семени располагаются семядоли. Одна или две, в зависимости от того, какое перед нами растение: однодольное или двудольное.

В семени однодольного растения зародыш располагается у основания семени, отделяясь от эндосперма при помощи видоизмененной семядоли (щиток). А во время прорастания она не выносится на поверхность почвы, росток вылезает из земли уже без семени.

Примером однодольного растения может служить пшеница.

Строение семени растения у двудольных немного другое: зародыш сидит между семядолями. При прорастании они выносятся из земли на макушке ростка. Конечно, после они отваливаются, открывая верхушку растения.

Яркий представитель двудольных – фасоль.

Функции семени

Важно помнить, что семена – результат длительной эволюции растений. И в течение многих лет они успешно выполняют все свои функции:

• защита зародыша – чтобы потомство не погибло от влияния окружающей среды, плотная кожура способна выдержать перепады температуры и влажности;
• питание будущего растения – эндосперм несет в себе все необходимые вещества для развития зародыша;
• распространение – семена могут иметь достаточно замысловатую форму для полета на большие расстояния, либо быть окруженными мякотью, чтобы животные служили «транспортом» для растений.

Строение семян – видео

Именно с семени начинается жизнь многих растений. Миниатюрная ромашка или раскидистый клен, ароматный подсолнечник или сочный арбуз - все они выросли из маленькой семечки.

Что такое семя

Семя представляет собой Кроме функции полового размножения, оно выполняет важную функцию расселения растений. Распространяясь при помощи ветра или животных, именно семена растений прорастают и осваивают новые территории. Такую способность обусловливает строение семени растения.

Внешнее строение семени

В результате процесса оплодотворения образуются которых обусловливает выполняемые функции.

Размер семян различных растений варьируется в значительных пределах: от миллиметровых семян мака до полуметровых у сейшельской пальмы.

Форма семян также разнообразна, но чаще она округлая. Обычно которых является типичным, служат примером изучения данного генеративного органа.

Кожура семени сформирована из покровов семязачатка. Это надежная защита семени от недостатка влаги и опасных факторов окружающей среды.

Защитный покров может быть окрашен в разные цвета. Рассматривая вогнутую сторону семени, легко заметить углубление, которое является следом от семяножки. До формирования плода она соединяла семя с околоплодником.

Внутреннее строение семени

Вторая важнейшая часть каждого семени - зародыш. Он является предшественником будущего листостебельного растения, поэтому состоит из его миниатюрных частей. Ними являются зародышевый корешок, почечка и стебелек. Запас питательных веществ зародыша находится в семядолях. Встречается в природе и другой план строения семян, когда зародыш находится внутри эндосперма. Это и есть запас питательных веществ.

Созревшие семена могут длительное время находиться в состоянии покоя, что дает им преимущества перед спорами, которые прорастают сразу после созревания и гибнут, если нет необходимых для развития условий.

В природе достаточно разнообразны представлены все органы, в том числе и семена. Строение обусловливает их классификацию. Семена, в которых находятся в эндосперме, называют белковыми. Другой тип семян называют безбелковыми.

Состав семян

Исследования показали, что все семена состоят из органических веществ, большую часть которых занимает растительный белок или клейковина. Больше всего этого вещества содержися в злаковых растениях, из которых изготавливаю муку и выпекают хлеб.

Также в семенах находится жир и углевод крахмал. Процентное содержание этих веществ варьируется в зависимости от вида растения. Так, семена подсолнечника богаты маслами, зерновки пшеницы - крахмалом.

Кроме белков, жиров и углеводов семена содержат и неорганические вещества. Это прежде всего вода, необходимая для развития будущего растения, и минеральные соли.

Независимо от количества, каждое вещество имеет свое значение для развития и роста семян и является незаменимым.

Семена однодольных и двудольных растений

Наличие семян характерно только для определенной систематической группы растений - семенных. В свою очередь, они объединены в две группы: Голосеменные и Покрытосеменные. Семена голосеменных хвойных растений расположены на чешуйках шишек без покрытия. Поэтому они имеют такое название. В феврале на голый снег выпадают семена, строение которых не предусматривает дополнительной защиты зародыша от неблагоприятных условий.

Гораздо больше шансов прорасти имеют семена покрытосеменных растений. Представители этой группы занимают господствующее положение благодаря наличию плодов, которые защищают их семена. Строение каждого плода обеспечивает надежную защиту от холода и питание зародыша.

Принадлежность растения к определенной группе легко определить. Рассмотрев строение однодольного семени, например, зерновку пшеницы, можно убедиться в наличии только одной семядоли. Проросток такого семени образует один зародышевый листок.

Совсем по-другому устроены семена фасоли. Строение их характерно для семян двудольных растений: две семядоли в зародыше семени и два Кроме строения зародыша, есть и другие признаки, определяющие группу растений. Это тип корневой системы, наличие камбия, строение и жилкование листьев, форма листьев. Но строение семени является определяющим признаком.

Прорастание семян

Наверняка, у каждого дома хранится множество семян. Фасоль, горох, чечевица, и даже пшеница - частые гости на кухне. Но почему же они не образуют проростки? Ответ прост: для их прорастания необходимы определенные условия. Самым главным из них является вода. При ее проникновении семя набухает и в несколько раз увеличивается в объеме, а питательные вещества эндосперма зародыша растворяются. В таком состоянии они становятся доступными для клеток живого зародыша.

Важными условиями прорастания также являются доступ кислорода, солнечного света, оптимальная температура воздуха. Обычно она выше 0 градусов. Но семена озимых злаковых специально обрабатывают холодом, а отрицательная температура является необходимым условием развития их семян.

Роль семян в природе и жизни человека

Семена имеют большое значение как для самих растений, так для животных и человека. Для растений они являются средством размножения и расселения по земной поверхности. Имея запас крахмала, жира и белка, семена служат прекрасным питательным кормом для животных и птиц. Для человека они также являются пищевым продуктом. Невозможно представить жизнь людей без хлеба, изготовленного из семян злаковых или без растительного масла из семян подсолнечника и кукурузы. Да и успех будущего урожая во многом зависит от качества посевного материала.

Семенные растения являются самыми высокоразвитыми, сложными по строению, процессам жизнедеятельности, и занимают господствующее положение в растительном мире. Такого развития они достигли именно благодаря наличию важных генеративных органов - семян.